최근에는 항공 우주, 자동차, 해양 및 재생 가능 에너지를 포함한 많은 산업에서 경량, 강력 및 내구성 복합 재료에 대한 수요가 급증했습니다. 이 재료는 탄소 또는 유리와 같은 섬유의 강도를 수지 매트릭스의 탄력성과 결합하여 전통적인 금속을 중량 대 강도 비율과 부식 저항으로 능가하는 제품을 만듭니다.
고품질 복합 부품을 생산하기위한 가장 효과적인 제조 방법 중 하나는 진공 보조 수지 전달 성형 (VARTM)입니다. VARTM은 복잡한 복합 구조를 제작하기 위해 비용 효율적이고 확장 가능하며 환경 친화적 인 프로세스를 제공합니다. 그것은 특히 크거나 복잡한 부분에 대한 품질, 생산성 및 경제적 타당성의 균형을 맞추는 방법으로 두드러집니다.
이 기사는 이해 및 구현에 대한 포괄적 인 단계별 안내서를 제공합니다. Vartm , 엔지니어, 제조업체 및 학생들 이이 프로세스의 작동 방식과 고성능 복합 생산에 이상적인 이유를 파악하도록 돕습니다.
진공 보조 수지 전달 성형 란 무엇입니까?
VARTM은 진공 압력을 사용하여 곰팡이 내부에있는 건식 섬유 강화에 수지를 주입하는 폐쇄형 복합 제조 기술입니다. VARTM은 수지를 공기에 노출시키고 결함을 생성 할 수있는 기존의 개방형 공정과 달리 철저한 수지 침투를 보장하여 공극을 줄이고 기계적 특성을 향상시킵니다.
기본 원리는 간단합니다. 건식 섬유는 곰팡이에 놓인 다음 진공 백으로 밀봉됩니다. 진공이 적용되면 섬유를 통해 수지가 그려져 완전히 포화됩니다. 부품은이 제어 된 환경 내에서 치료하여 강력하고 가벼운 복합 구조를 초래합니다.
왜 Vartm을 선택합니까?
프로세스에 뛰어 들기 전에 Vartm을 인기있게 만드는 주요 이점을 이해하는 것이 좋습니다.
비용 효율성 : 오토 클레이브 또는 고압 수지 전달 성형에 비해 저렴한 툴링 및 장비가 필요합니다.
품질 향상 : 진공 주입은 공기 주머니와 수지가 풍부한 영역을 감소시켜 일관된 기계적 강도를 초래합니다.
유연성 : 소규모에서 큰 부품 및 복잡한 모양에 적합합니다.
환경 안전 : 폐쇄 금형 설정으로 인한 휘발성 유기 화합물 (VOC) 배출 감소.
에너지 효율 : 실온에서 또는 가열이 최소화되어 에너지 비용이 낮아질 수 있습니다.
1 단계 : 금형 준비
프로세스는 곰팡이를 준비하는 것으로 시작하여 복합 부품의 최종 모양을 정의합니다. 곰팡이는 깨끗하고 먼지 나 잔해물이 없어야하며 방출 제로 코팅해야합니다. 이 릴리스 에이전트는 경화 된 복합재가 고착되는 것을 방지하여 손상없이 쉽게 제거 할 수 있습니다.
VARTM에 사용되는 금형은 생산 규모 및 복잡성에 따라 알루미늄, 유리 섬유 또는 복합 툴링 보드와 같은 재료로 만들 수 있습니다. 곰팡이의 표면 품질은 최종 부분의 모양에 직접적인 영향을 미칩니다.
2 단계 : 건조 섬유 강화의 배치
금형이 준비되면 건식 섬유 보강재 층이 조심스럽게 내부에 배치됩니다. 일반적인 강화에는 유리 섬유, 탄소 섬유 또는 아라미드 섬유 매트 또는 직물이 포함됩니다. 층의 방향 및 수는 완성 된 부품의 기계적 요구 사항에 따라 다릅니다.
섬유는 주름이나 주름을 피하기 위해 신중하게 배치되어 있습니다. 이 단계는 섬유 배열이 강성 및 하중을 포함하여 복합재의 방향 특성을 결정하기 때문에 세부 사항에주의를 기울여야합니다.
3 단계 : 진공 백으로 밀봉
건식 섬유가 놓인 후, 유연한 진공 백 재료를 금형 어셈블리 위에 놓습니다. 가장자리는 끈적 끈적한 테이프 또는 특수 실란트를 사용하여 밀폐되어 밀폐 된 인클로저를 만듭니다.
진공 백은 공정 전반에 걸쳐 압력을 유지하고 수지 누출을 방지하기 때문에 필수적입니다. 진공 펌프가 공기를 효과적으로 대피 할 수 있도록 금형 주변 주위에 조심스럽게 밀봉해야합니다.
4 단계 : 수지 및 진공 라인 설치
수지 주입을 시작하기 전에 수지 입구 및 진공 출구 튜브가 설치됩니다. 이 튜브는 진공 백에 밀봉 된 포트 또는 구멍을 통해 연결됩니다.
수지 입구는 액체 수지가 섬유 보강으로 흐르도록하는 반면, 진공 출구는 공기를 제거하고 섬유를 통해 수지를 끌어냅니다. 이 라인의 레이아웃이 중요합니다. 그들의 배치는 수지가 얼마나 균등하게 퍼지고 섬유 층을 포화시키는 지에 영향을 미칩니다.
유량 매체 또는 분포 층은 섬유 위에 첨가되어 수지가 부품, 특히 크거나 두꺼운 부분에서 더 고르게 움직일 수 있습니다.
5 단계 : 진공 및 수지 주입 적용
모든 것이 제자리에 있으면 진공 펌프가 활성화되어 밀폐형 금형 어셈블리에서 공기를 대피시킵니다. 진공 압력은 섬유 층을 압축하고 두께를 약간 줄이며 수지 주입 부품을 준비합니다.
정상 진공이 확립되면 수지는 입구 포트에 도입됩니다. 진공 압력은 섬유를 통해 수지를 당겨서 완전한 습윤을 보장합니다. 이 단계에서 마른 지점이나 수지 풀링을 피하기 위해 수지 흐름과 진공 압력을 신중하게 모니터링하는 것이 필수적입니다.
주입 공정 속도는 수지 점도, 섬유 투과성 및 부분 두께에 따라 다릅니다. 저급 수지는 더 쉽게 흐르고 주입 시간이 줄어 듭니다.
6 단계 : 수지 경화
수지가 섬유 보강을 완전히 포화 한 후에는 고체 복합재를 형성하기 위해 경화해야합니다. 수지 시스템에 따라, 경화는 실온에서 발생하거나 오븐에서 중간 정도의 가열에 의해 가속 될 수 있습니다.
경화 시간과 온도는 수지 제조업체의 사양에 따라 결정됩니다. 원하는 기계적 특성 및 내구성을 달성하는 데 적절한 경화가 필수적입니다.
7 단계 : 데 몰딩 및 마무리
일단 경화되면, 진공 백 및 릴리스 필름이 제거됩니다. 복합 부품은 금형에서 조심스럽게 추출됩니다. 금형의 릴리스 에이전트 덕분에 부품은 일반적으로 손상없이 쉽게 분리됩니다.
응용 프로그램에 따라 부품은 트리밍, 드릴링 또는 샌딩 또는 페인팅과 같은 추가 마감 단계가 필요할 수 있습니다. 금형 측면은 종종 부드럽고 고품질 마감 처리되어 광범위한 표면 작업의 필요성을 줄입니다.
성공적인 VARTM 프로세스를위한 팁
VARTM으로 최적의 결과를 얻으려면 다음은 다음과 같습니다.
고품질 재료 사용 : 고급 섬유 및 저점도 수지는 흐름과 강도를 향상시킵니다.
진공 완전성 유지 : 진공 백의 누출은 수지 흐름과 최종 부품 품질을 손상시킬 수 있습니다.
수지 흐름을 신중하게 계획하십시오 : 흡입구/출구 포트 및 유량 매체의 적절한 배치는 균일 한 수지 분포를 보장합니다.
제어 환경 조건 : 온도와 습도는 수지 점도 및 경화에 영향을 미칩니다. 안정적인 상태를 유지하십시오.
열차 운영자 : 숙련 된 기술자는 최종 제품에 영향을 미치기 전에 프로세스 문제를 식별하고 수정할 수 있습니다.
VARTM의 응용
VARTM은 다양성과 성능 장점으로 인해 여러 산업에서 광범위한 사용을 발견했습니다.
항공 우주 : 가벼운 내부 패널, 페어링 및 비 임계 구조 구성 요소를 제조합니다.
해양 : 표면 마감 처리가 우수한 크고 부식 방지 보트 선체 및 데크를 만듭니다.
자동차 : 성능 및 전기 자동차를위한 강력하고 가벼운 부품을 생산합니다.
풍력 에너지 : 환경 스트레스를 견딜 수있는 길고 강력한 터빈 블레이드를 제작합니다.
인프라 : 복합 브리지 구성 요소, 파이프 및 보호 커버 구성은 부식 및 마모에 저항력이 있습니다.
결론
진공 보조 수지 전달 성형은 비용 효율성을 고품질 출력과 혼합하는 혁신적이고 실용적인 제조 방법입니다. 강력하고 가벼우 며 복잡한 복합 부품을 만들 수있는 능력으로 인해 수많은 고성능 부문에서 필수 불가결합니다. 위에서 설명한 단계별 안내서에 따라 제조업체는 자신있게 VARTM 프로세스를 구현하여 우수한 부품 품질과 신뢰성을 보장 할 수 있습니다.
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